Hibridación del carbono
Summary
TLDREl script ofrece una explicación detallada sobre la hibridación del carbono, un elemento clave en la química orgánica. Se describe cómo el carbono, ubicado en el grupo 4 o 14 de la tabla periódica y en el segundo periodo, tiene una configuración electrónica de 1s² 2s² 2p². La hibridación sp³, sp² y sp se discute en profundidad, destacando cómo los orbitales orbitales se mezclan para formar enlaces covalentes. Se ilustra cómo la hibridación sp³ resulta en una figura tetraedrica con ángulos de 109.5°, la sp² en una figura triangular plana con ángulos de 120° y la sp en una figura lineal con un ángulo de 180°. Además, se mencionan los enlaces sigma y pi, y se ejemplifica con moléculas como el etano y el eteno. El script es una valiosa herramienta para comprender la importancia del carbono en los compuestos orgánicos y su capacidad para formar enlaces múltiples.
Takeaways
- 📚 El carbono está ubicado en la tabla periódica, en el grupo 4 o 14, es tetravalente y su número atómico es 6.
- 🧬 Los electrones de valencia del carbono están en su último nivel de energía y son los que participan en la formación de enlaces.
- 🔬 La configuración electrónica del carbono en estado neutro es 1s² 2s² 2p².
- 🔄 La hibridación es el proceso mediante el cual los orbitales atómicos se mezclan para formar nuevos orbitales equivalentes.
- 🔬 sp³: La hibridación más común del carbono, forma un tetraedro con ángulos de 109.5° entre los enlaces.
- 🔬 sp²: Este tipo de hibridación forma una figura triangular plana con ángulos de 120° entre los enlaces.
- 🔬 sp: La hibridación en la que el carbono forma enlaces lineales con ángulos de 180°.
- 🔵 Los enlaces sigma (σ) son enlaces simples formados por la hibridación de orbitales.
- 🔵 Los enlaces pi (π) son enlaces dobles o triples que resultan de la superposición lateral de orbitales p.
- 🌐 La promoción de electrones es un paso crítico en la formación de enlaces covalentes, donde un electrón se mueve a un orbital de mayor energía.
- 📈 La energía liberada durante la formación de enlaces covalentes desencadena la promoción electrónica y la hibridación.
Q & A
¿Qué es la hibridación en química según el texto?
-La hibridación es el proceso donde los orbitales se mezclan para formar nuevos orbitales híbridos que ayudan al carbono a establecer enlaces covalentes con otros elementos.
¿Cuál es la configuración electrónica del carbono en estado neutro?
-La configuración electrónica del carbono en estado neutro es 1s2 2s2 2p2, distribuyendo sus 6 electrones en dos niveles de energía.
¿Qué son los electrones de valencia?
-Los electrones de valencia son aquellos que se encuentran en el nivel más externo de energía del átomo y son los responsables de formar enlaces con otros átomos.
Explica qué es la hibridación sp3 y cómo se forma.
-La hibridación sp3 ocurre cuando un electrón del orbital 2s del carbono se promueve a uno de los orbitales 2p, resultando en cuatro orbitales híbridos equivalentes que forman un tetraedro con ángulos de 109.5 grados entre ellos.
¿Qué cambio ocurre en la distribución de electrones durante la hibridación sp3?
-Durante la hibridación sp3, un electrón del orbital 2s se mueve al orbital 2p, y esto permite que los cuatro orbitales (un s y tres p) se mezclen para formar cuatro orbitales sp3.
Describe la geometría de una molécula con hibridación sp3.
-La geometría de una molécula con hibridación sp3 es tetraédrica, lo que significa que los átomos están dispuestos en el espacio formando un tetraedro con ángulos de 109.5 grados entre cada enlace.
¿Qué es la hibridación sp2 y cuál es la configuración de sus orbitales?
-La hibridación sp2 implica la mezcla de los orbitales s y dos orbitales p (px y py), resultando en tres orbitales híbridos planos y un orbital p (pz) que no se mezcla, formando una geometría triangular plana con ángulos de 120 grados.
¿Cómo difiere la hibridación sp de sp2 y sp3 en términos de la mezcla orbital?
-La hibridación sp solo mezcla un orbital s y un orbital p (px), dejando dos orbitales p (py y pz) sin mezclar, lo que resulta en una geometría lineal con ángulos de 180 grados entre los enlaces.
¿Qué tipo de enlaces se forman en la hibridación sp2 y cómo se distribuyen?
-En la hibridación sp2, se forman tres enlaces sigma (sp2) y puede existir un enlace pi (pz) si hay un doble enlace, como en el caso del eteno donde el carbono forma un doble enlace con otro carbono.
¿Cuál es el significado de 'promoción del electrón' mencionado en el contexto de la hibridación?
-La 'promoción del electrón' se refiere al proceso mediante el cual un electrón de un orbital lleno o semi-lleno (como el 2s) es movido a un orbital vacío o semi-vacío (como el 2p) para facilitar la hibridación y permitir la formación de más enlaces covalentes.
Outlines
🌟 Introducción a la Hibridación del Carbono
Este párrafo introduce la hibridación del carbono, un elemento clave en la química orgánica. Se describe su ubicación en la tabla periódica, su número atómico y su configuración electrónica. Se destaca la importancia del carbono en los compuestos orgánicos debido a su capacidad de formar enlaces covalentes. Se explica la hibridación sp3, donde los orbitales del carbono se mezclan para formar una estructura tetraédrica, ideal para el enlace con cuatro átomos diferentes.
🔬 Hibridación sp2 y sp: Enlaces y Estructuras Moleculares
Este párrafo profundiza en las otras dos formas de hibridación del carbono: sp2 y sp. Se describe cómo, en la hibridación sp2, el carbono forma enlaces con tres átomos en una configuración triangular plana, mientras que en la hibridación sp, el carbono solo puede unirse a dos átomos en una estructura lineal. Se discuten los enlaces sigma y pi, y cómo estos influyen en la geometría y la estabilidad de las moléculas, como el etano y el etileno. Se enfatiza la distinción entre los enlaces formados por hibridación sp2 y sp, y cómo estos determinan las propiedades de las moléculas.
📚 Aplicaciones de la Hibridación en la Química Orgánica
El tercer párrafo se enfoca en las aplicaciones prácticas de la hibridación del carbono en la química orgánica. Se mencionan ejemplos de moléculas, como el etano y el etileno, y se explica cómo el carbono, a través de sus diferentes tipos de hibridación, puede unirse a un número variable de átomos. Se destaca la importancia de entender la geometría molecular y cómo esta influye en las reacciones químicas. Finalmente, se invita al lector a continuar explorando estos conceptos a través de la llenado de una tabla que se les proporcionó.
Mindmap
Keywords
💡Hidridación
💡Grupo 4 y Grupo 14
💡Electrones de valencia
💡Configuración electrónica
💡Hidridación sp³
💡Hidridación sp²
💡Hidridación sp
💡Enlaces covalentes
💡Promoción de electrones
💡Enlaces sigma y pi
💡Tetravalencia
Highlights
Recordemos que el carbono está en la tabla periódica, en el grupo 4 o 14, es tetravalente y se encuentra en el segundo periodo.
El número atómico del carbono es 6, con 6 protones y 6 electrones en estado neutro.
La configuración electrónica del carbono en un estado neutro es 1s² 2s² 2p².
Los electrones de valencia del carbono, que son los de último nivel de energía, son 4 y se distribuyen en los orbitales 2s y 2p.
La hibridación es el proceso de mezcla de orbitales atómicos para formar nuevos orbitales equivalentes llamados híbridos.
La hibridación sp³ ocurre cuando el carbono forma enlaces covalentes con la promoción de un electrón del orbital 2s al 2p.
Los orbitales 1s, 2s y los tres orbitales 2p se mezclan para formar 4 orbitales sp³.
La geometría resultante de la hibridación sp³ es un tetraedro con ángulos de 109.5° entre los enlaces.
En la hibridación sp², un electrón del orbital 2s se promueve al 2p, formando tres orbitales híbridos sp².
La geometría de la hibridación sp² es triangular plana con ángulos de 120° entre los enlaces.
El orbital p no mezclado en la hibridación sp² puede formar un enlace doble, conocido como enlace pi (π).
La hibridación sp ocurre cuando un electrón del orbital 2s se mezcla con un electrón del orbital 2p x, formando dos orbitales sp.
La geometría de la hibridación sp es lineal con un ángulo de 180° entre los enlaces.
Los enlaces sigma (σ) son enlaces simples formados por la superposición directa de orbitales híbridos.
Los enlaces pi (π) son enlaces dobles que resultan de la superposición lateral de orbitales p no híbridos.
El carbono en la hibridación sp³ puede unirse a cuatro elementos diferentes formando enlaces sigma.
En la hibridación sp², el carbono puede unirse a tres elementos y mantener un enlace pi adicional.
La hibridación sp permite al carbono unirse a dos elementos con enlaces sigma y mantener un enlace pi.
La hibridación del carbono es fundamental para la estructura de los compuestos orgánicos.
Transcripts
vamos a hablar de la hibridación del
carbono antes recordemos algunas
generalidades de este elemento recuerda
que lo encuentras en la tabla periódica
en el grupo 4 a si es está escrito con
número romano o en el grupo 14 y la
familia a la que pertenece es la familia
de los carbono y cesc que se encuentra
como cabeza de familia y lo ubicamos en
el segundo periodo el número atómico del
carbón de 6 recuerda que si estamos
hablando de que está en un estado neutro
entonces va a tener 6 electrones los
distribuya de la siguiente manera en
este esquema de boro vamos a tener que
en el primer nivel de energía vamos a
encontrar 2 electrones y en el segundo
nivel de energía vamos a encontrar 4
electrones te acuerdas cómo se llaman
los electrones que encontramos en el
nivel más externo de energía son los
electrones de valencia y también
recuerda que en el tema pasado
hablábamos de la importancia del carbono
en los compuestos orgánicos debido a su
centraba lencia aquí la tiene
representada
electrones de valencia o se ha de ser la
tetravalente y están ubicados en su
último nivel de energía entonces bueno
dado que es un número atómico es 6 y
tiene 6 protones y 6 electrones su
configuración de electrónica va a quedar
de la siguiente manera va a quedar en el
primer nivel dos electrones en el
orbitales y en el segundo nivel vamos a
tener dos electrones en el orbitales y
los electrones en el orbital p
si nosotros hacemos el diagrama de
orbitales recuerdas los cuadritos donde
representamos a los electrones que s
agrupaban en dirección opuesta entonces
vamos a tener aquí los del primer nivel
en el orbitales dos electrones en el
segundo nivel en ese 2 electrones y en
el segundo nivel pero entre dos
electrones recuerda que el orbital p son
en realidad tres orbitales txp y pct
entonces se van a distribuir los dos
electrones de p 1 en x y otro en 10
entonces pasemos a lo que es básicamente
lo que hablaremos la invitación del
carbono a qué llamamos hibridación
hibridación es cuando los orbitales se
mezclan vamos a ver la primera el primer
tipo de hibridación que tiene el carbono
que es la hibridación sp3 y aquí te
quedará más claro este concepto tenemos
aquí nuevamente nuestro diagrama de
orbitales la distribución de los
electrones del carbono en 1 s 2 12 s 22
pesos distribuidos en px y empeñe
resulta que cuando el carbono se une a
otros elementos mediante enlaces
covalentes va a haber una energía que
libera a uno de los electrones que está
en ese y lo manda al orbital peset a eso
se le llama promoción del electrón y
vamos a quedar distribuidos o van a
quedar distribuidos los electrones de la
siguiente manera el primer nivel no se
toca recuerda que los electrones
externos o los de valencia los
encontramos en el segundo nivel entonces
van a quedar distribuidos así en ese un
electrón mx1 de uno y el pc está uno
ahora estos orbitales esp xp jay-z se
van a mezclar a eso se le llama
hibridación a la mezcla de orbitales
fíjate bien qué es lo que ocurre se
olvidan y quedan juntitos aquí están y
quedan ahí juntos 1s ya te digo no se
tocan esos electrones los del segundo
nivel quedan distribuidos en cada uno de
los orbitales y esa hibridación o mezcla
de orbitales se va a conocer como sp3
porque sp3 porque en ese vamos a tener
un electrón en b vamos a tener 3
electrones en x en y en 7
observa detenidamente esta animación
tenemos ese px de jay-z se mezclan eso
es la hibridación y obtenemos la
hibridación sp3 estos orbitales se unen
y forman en el espacio una figura
tetraedro ahorita lo vemos esto con más
detalle observa bien aquí tenemos al
carbono como parte central digamos de
una molécula y sus enlaces sus cuatro
enlaces que logran gracias a la
hibridación de los orbitales si hacen
que en el espacio forme una figura te
trae drica con un ángulo de ciento 9.5
grados entre cada enlace acá en esta
otra figura
esta especie de lóbulos identificó a
cada enlace el carbono se une a cuatro
distintos elementos por enlaces
sencillos llamémoslo así que se conocen
como enlaces sigma
en este ejemplo que es yo creo que un
poco más entendible este compuesto se
llama etano y vamos a tener que cada
carbono va a tener sus cuatro valencia
si esa es la otra valencia del carbono y
cada carbono se une a cuatro diferentes
elementos este carbono se une a tres
hidrógenos y a un carbono y éste le
ocurre lo mismo
ahora pasemos a ver la hibridación sp2
ocurre exactamente lo mismo que en el
anterior se promueve uno de los
electrones que está en ese en 12 y pasa
a peseta ahí está la promoción
quedan así distribuidos los electrones
recuerda que esto ocurre porque el
carbono se está enlazando a otros
elementos y hay energía que hace que se
promueva ese electrón ahora quienes se
unen o quienes se mezclan estos
orbitales el s&p x belle y la
hibridación resultante queda así vamos a
tener 1 s 2 no se tocan vamos a tener 2
s 2 p x 2 p que sí que son los que se
mezclan y perfecta queda digamos un poco
separado
la hibridación se conoce como s&p 2s
porque hay un electrón en ese pelos
porque hay dos electrones cnte uno en
equis y otro en hielo ahora veámoslo con
esta animación de elige que se unidad
esp x y pegue ahí está en la unión la
unión de los híbridos
ahí están tres híbridos sp2 y la figura
nos queda una figura triangular plana
con un ángulo de separación de 120
grados veámoslo más claramente
observa aquí tenemos al carbono como
elemento central y sus tres enlaces que
logró gracias a la hibridación sp2 si
digamos enlaces sencillos y un enlace
que corresponde a pz te acuerdas que
peseta no se mezcló no se híbrido esto
hace que el carbono tenga un doble
enlace el ángulo entre cada enlace ya te
mencioné es de 120 grados aquí lo
tenemos con esta imagen donde pongo los
lóbulos y aquí acuerdate cada enlace
digamos sencillo se conoce como enlace
sigma y el enlace dpz se va a conocer
como enlace para que lo veas más
claramente en una molécula como con las
que estaremos trabajando este es el
eterno y se observa como te dije a los
carbonos les corresponde un doble enlace
va a haber un opi y los demás van a ser
sigma este carbono solamente se puede
unir a tres elementos pero
y mucho ojo su letra valencia sigue
intocable o sea tenemos un enlace aquí
otro enlace acá otro acá y otro o sea
sus cuatro enlaces o sus cuatro
valencias ok
y ahora veamos la última hibridación la
hibridación s p en qué consiste
básicamente lo mismo el carbono busca
unirse a otros elementos por cuestión de
energía la energía que se libera hace
que se promueva un electrón de ese a
peseta ahí está la promoción queda así
pero ahora fíjate bien cuáles son los
orbitales que se mezclan únicamente se
van a mezclar s&p x bella y peseta
quedan separados digamos de esa mezcla y
ahí está la distribución de los
electrones uno en 12 ese uno en 2 tx que
se junta se une el de pelé y el de peces
como se llame este híbrido este híbrido
se llama esp por qué porque sólo hay un
electrón en ese y sólo hay un electrón
que es el de px
ahora observa esta animación te dije que
se une s con px ahí está se mezclan los
orbitales quedan dos orbitales esp que
al momento de unirse digamos para que el
carbono pueda unirse a otros elementos
hacen una figura línea de 180 grados de
separación entre sus enlaces aquí la
tenemos aquí está la figura lineal vamos
a tener los dos enlaces los dos híbridos
o enlaces sp el belle y el pz
y vamos a tener un ángulo de 180 grados
aquí lo vemos con esta figura que nos
señala los enlaces acordate que los
enlaces esp son los enlaces sigma y los
enlaces de los p que quedan solitos se
conocen como enlaces pib acá en esta
molécula que es de las moléculas con las
que vas a estar trabajando a lo largo
del semestre
tenemos que ahora cada carbono va a
poderse unir únicamente a dos elementos
pero su tetra valencia sí o sus cuatro
enlaces siguen ahí los representamos con
estas rayitas como en los casos
anteriores este carbono unido por un
enlace sigma al hidrógeno unido por tres
enlaces al carbón en este aquí queda un
enlace sigma dos enlaces pin si yo
quisiera para cada molécula contar
cuántos enlaces y no fíjate bien para
esta molécula va a haber un enlace sigma
dos enlaces sigma tres enlaces sigma en
total y dos enlaces pib
en la molécula de leche no vamos a tener
1 2 3 4 5 enlace sigma y un enlace pi y
en la molécula del etano vamos a tener 1
2 3 4 5 6 7 enlaces
sigma estas rayas discontinuas que se
ven entre el carbono y el hidrógeno o
está más necesita nos indica cómo están
en el espacio recuerda que cada carbono
va a formar una especie de tetraedro al
unirse a los otros elementos entonces
esto nos indica que hay un hidrógeno más
atrás otro más al frente que es estar
allí está gordita ya lo haremos después
en clase con esferas de unicel hasta
aquí dejo lo de la hibridación y procede
ahora a llenar la tabla que te pedí que
llenes
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